KR20110084104A

KR20110084104A - 측정 방법

Info

Publication number: KR20110084104A
Application number: KR1020110001258A
Authority: KR
Inventors: 요시히로 타카마츠; 켄이치 나카무네; 코헤이 토미타; 류이치로 타카이치; 요지 하세베
Original assignee: 오므론 가부시키가이샤
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2011-07-21
Also published as: JP2011145191A; TW201140021A; JP5818125B2; CN102183297A

Abstract

본 발명은 대상물 표면의 젖음성을 고속이면서 비파괴로 평가할 수 있는 측정 방법을 제공하는 것이다.
이를 위한 해결수단으로서는, 본 발명의 어느 국면에 관한 측정 방법은, 대상물(OBJ)에 자외선을 조사하는 스텝과, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출하는 스텝과, 검출된 형광의 강도로부터 대상물의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 출력하는 스텝을 포함한다. 이 발명의 다른 국면에 관한 측정 방법은, 대상물에 자외선을 조사하는 스텝과, 대상물에서 생기는 형광을 검출하는 스텝과, 대상물의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값으로서 검출된 형광의 강도를 출력하는 스텝을 포함한다.

Description

측정 방법{MEASURING METHOD}

본 발명은, 대상물의 젖음성을 평가하기 위한 측정 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 고분자 필름이나 수지에 대해, 접착제, 도장제, 코팅제 등을 도포하는 프로세스에서, 그 표면(계면)에서의 「젖음성」을 높이는 전처리가 행하여지고 있다. 일반적으로, 이와 같은 처리는 「표면 개질 처리」 등이라고 칭하여진다. 이 표면 개질 처리는, 예를 들면, 특정한 분위기에서의 플라즈마 처리나 코로나 처리 등에 의해 실현된다.

그런데, 품질 관리의 면에서는, 이와 같은 표면 개질 처리에 의해 젖음성이 어느 정도 개선되어 있는지를 평가하고, 이 평가 결과에 의거하여, 관련되는 프로세스의 파라미터(설정치)를 적절히 재검토하는 것이 중요하다.

종래, 이와 같은 젖음성을 평가하는 수법으로서는, 액적법(液滴法)이라고 칭하여지는 계측 방법이 채용되어 왔다. 이 액적법은, 대상물의 표면에 소정량의 액체(전형적으로는, 순수)를 적하하고, 이 액적(液滴)의 접선과 대상물 표면 사이에 생기는 각도(「접촉각」 또는 「젖음각」이라고도 칭하여진다)를 측정하는 방법이다. 이 측정된 접촉각은, 적하된 액체에 생기는 표면장력의 크기와 상관 관계에 있고, 이 접촉각의 크기가 대상물의 젖음성을 나타내게 된다.

예를 들면, 특허 문헌 1(일본 실용신안 등록 제3150529호 공보)에는, 이와 같은 액적법의 원리를 이용하여 접촉각을 측정하기 위한 접촉각 측정 장치가 개시되어 있다.

[특허 문헌]

특허 문헌 1 : 일본 실용신안 등록 제3150529호 공보

상술한 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같은 액적법을 이용한 접촉각 측정 장치에서는, 인라인으로 젖음성을 평가할 수가 없다. 즉, 액적법에서는, 대상물에 대해 액체를 적하할 필요가 있기 때문에, 원리적으로 파괴 검사가 된다. 그 때문에, 라인상을 흐르는 대상물이 발취 검사가 되지 않을 수가 없고, 대상물의 전수 검사는 불가능하였다.

또한, 액적법에서는, 측정 환경(특히, 진동)에 의해 측정 결과가 큰 영향을 받기 때문에, 측정 장치를 설치하기 위해 소정의 조건을 채운 환경을 준비할 필요가 있다. 또한, 액적법에서는, 원리적으로 소형화가 어렵다는 문제나, 접촉각이 상대적으로 작은 범위(즉, 젖음성이 높은 상태)에서의 측정 정밀도를 높일 수가 없다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은, 이들의 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 그 목적은, 대상물 표면의 젖음성을 고속이면서 비파괴로 평가할 수 있는 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 어느 국면에 관한 측정 방법은, 대상물에 자외선을 조사하는 스텝과, 대상물에 자외선을 조사하는 스텝과, 검출된 형광의 강도로부터 상기 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 출력하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는, 출력하는 스텝은, 미리 취득된 대응관계에 따라서 검출된 형광의 강도에 대응하는 접촉각을 산출하는 스텝과, 산출된 접촉각을 출력하는 스텝을 포함한다.

또한, 바람직하게는, 미리 취득된 대응관계는, 대상물의 종류별로 취득된다.

바람직하게는, 본 측정 방법은, 대상물에 대해 표면 개질 처리를 행하는 스텝을 더 구비하고, 출력하는 스텝은, 표면 개질 처리를 행하기 전에서 대상물에서 생기는 형광을 검출한 결과와, 표면 개질 처리를 행한 후에서 대상물에서 생기는 형광을 검출한 결과의 차에 의거하여, 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 산출하는 스텝을 포함한다.

또한, 바람직하게는, 표면 개질 처리는 상기 대상물의 표면에, 카르복실기 및 카르보닐기의 적어도 한쪽을 발생하는 처리를 포함한다.

본 발명의 다른 국면에 관한 측정방법은, 대상물에 자외선을 조사하는 스텝과, 대상물에서 발생하는 형광을 검출하는 스텝과, 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값으로서 검출된 형광의 강도를 출력하는 스텝을 포함한다.

본 발명의 어느 국면에 의하면, 대상물 표면의 젖음성을 고속이면서 비파괴로 평가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 원리를 설명하기 위한 모식도.
도 2는 플라즈마 처리에 이용되는 장치의 모식도.
도 3은 플라즈마 처리에 관한 실험 결과를 플롯한 그래프를 도시하는 도면.
도 4는 액적법에서의 접촉각을 설명하기 위한 도면.
도 5는 코로나 처리 장치를 포함하는 코팅 프로세스의 모식도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치의 모식적인 외관도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치의 광학적인 구조를 도시하는 모식도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치의 전기적인 구조를 도시하는 모식도.
도 9는 본 발명의 실시의 형태의 제 1 변형예에 관한 측정 장치의 전기적인 구조를 도시하는 모식도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태의 제 2 변형예에 관한 측정 장치의 전기적인 구조를 도시하는 모식도.
도 11은 본 발명의 실시의 형태의 제 3 변형예에 관한 측정 장치의 광학적인 구조를 도시하는 모식도.
도 12는 본 발명의 실시의 형태의 제 4 변형예에 관한 측정 장치의 광학적인 구조를 도시하는 모식도.
도 13은 도 12에 도시하는 자외선 램프(메탈 할라이드 램프)의 발광 스펙트럼의 한 예를 도시하는 도면.
도 14는 도 12에 도시하는 파장 필터의 특성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치의 제어 구조를 도시하는 모식도.
도 16은 도 3에 도시하는 실험 결과를 접촉각과 형광 강도와의 관계에 관해 플롯한 그래프를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치의 제어 구조의 변형예를 도시하는 모식도.
도 18은 본 발명의 실시의 형태에 관한 젖음성 평가 처리(그 1)의 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 19는 본 발명의 실시의 형태에 관한 젖음성 평가 처리(그 2)의 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 20은 본 발명의 실시의 형태에 관한 표면 개질 프로세스의 한 예를 도시하는 모식도.
도 21은 본 발명의 실시의 형태에 관한 표면 개질 프로세스의 조정 처리의 순서를 도시하는 플로우 차트.

본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 도면중의 동일 또는 상당부분에 대해서는, 동일 부호를 붙이고 그 설명은 반복하지 않는다.

[A. 측정 원리]

우선, 본원의 실시의 형태에 관한 측정 원리에 관해 설명한다.

본원 발명자들은, 대상물을 표면 개질 처리하는 경우에, 그 개질의 정도(젖음성의 정도)와의 사이에 높은 상관(相關)으로서, 형광 발생 물질이 생기는 것을 발견하였다. 즉, 본원 발명자들은, 대상물에 대해 표면 개질 처리를 행함으로써, 그 표면 개질의 정도에 응한 강도를 갖는 형광이 발생할 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 방법은, 이와 같은 신규로 발견된 물리/화학 현상을 이용한 것이다.

도 1은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 원리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 1을 참조하여, 본원의 실시의 형태에 관한 측정 방법에 관해 보다 상세히 설명한다.

도 1에는, 대상물(OBJ)에 대해, 표면 개질 처리를 행하는 경우를 예시하고 있다. 이와 같은 표면 개질 처리로서는, 전형적으로는, 플라즈마 처리나 코로나 처리가 알려저 있고, 도 1에는, 플라즈마를 조사하는 경우를 예시한다. 또한, 대상물(OBJ)로서는, 전형적으로는, 수지 기판이나 필름 등이 상정된다. 도 1에는, 한 예로서, 폴리이미드를 주원료로 하는 대상물(OBJ)을 도시한다.

이와 같은 필름에는, C(탄소)원자나 H(수소)원자를 포함하고 있고, 표면 개질 처리가 행하여짐으로써, 분위기중의 O(산소)와 이들의 원자가 결합함으로써, 주로, 카르복실기(-COOH), 카르보닐기(>C=O), 히드록시기라는 관능기가 생긴다. 이 밖에도, 퍼옥사이드나 에폭시기 등도 생길 수 있다. 이와 같은 관능기가 보다 많이 존재함으로써, 대상물(OBJ)의 젖음성이 향상한다. 즉, 표면 개질 처리는, 카르복실기 및 카르보닐기의 적어도 한쪽이 발생하는 처리를 포함한다.

본원 발명자들은, 이와 같은 극성을 갖는 관능기가 증가함으로써, 여기용의 자외선을 조사함으로써 대상물(OBJ)로부터 형광이 발생한다고 생각하였다.

예를 들면, 카르보닐기가 증가함으로써, HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital : 최고 피점 궤도)-LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital : 최저 공궤도) 사이 갭이 작아지고, 그 결과, 새로운 저(低)에너지 천이가 생긴다.

또한, p궤도 전자를 갖는 것은 C(탄소)원자만이 아니고, O(산소)원자 및 N(질소)원자 등도 p궤도 전자를 갖을 수 있다. 그 때문에, 이들의 p궤도 원자의 사이에서 π결합이 생길 수 있다. 그 중에서, C=O 2중 결합은, 원자간 분극이 비교적 크기 때문에, 주로, LUMO를 크게 저하시킨다. 그 결과, 탄화 수소(CH)만으로 구성되는 물질에 비교하여, 보다 장파장의 광을 흡수하기 쉬워진다. 즉, 자외선 조사에 대한 형광의 발생량이 증가한다.

따라서 측정 장치(100)를 이용하여, 대상물(OBJ)에 대해 여기용의 자외선을 조사(UV 조사)함과 함께, 그 자외선을 받아서 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출함으로써, 당해 대상물(OBJ)에서의 표면 개질 처리 후의 상태(젖음성)를 평가할 수 있다.

[B. 실험예]

이하, 본원 발명자들이, 플라즈마 처리 및 코로나 처리를 이용하여 각각 표면 개질 처리한 경우에 측정된 형광량의 변화에 관해 나타낸다.

(1. 플라즈마 처리)

이하에는, 대상물(OBJ)로서 PET 필름(막두께 : 25㎛)에 대해, 플라즈마 처리를 이용한 표면 개질 처리를 적용한 경우의 측정예를 나타낸다.

도 2는, 플라즈마 처리에 이용되는 장치의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 플라즈마 처리 장치(200)는, 소정의 간격으로써 대향 배치된 평면 전극(204 및 208)을 포함한다. 평면 전극(204)은, 교류 전압원(202)과 전기적으로 접속된다. 한편, 평면 전극(208)은, 그라운드(212)와 전기적으로 접속된다. 따라서 평면 전극(204)과 평면 전극(208) 사이의 공간(214)에는, 소정의 교류 전계가 생긴다. 이 교류 전계가 공간(214)에서의 절연 내력보다 커짐으로써, 플라즈마가 발생한다. 또한, 교류 전압원(202)이 발생하는 전압치는, 소정 범위에서 임의로 변경 가능하게 하는 것이 바람직하다.

이 공간(214)에 대상물(OBJ이 배치되고, 그 표면에 플라즈마가 조사된다. 또한, 평면 전극(204 및 208)의 표면에는, 각각 유전체(206 및 210)가 배치된다.

또한, 공간(214)을 밀폐하여 실질적으로 진공 상태(저압 상태)로 한 것을 「진공 플라즈마 처리」라고도 칭하고, 공간(214)을 소정의 가스 분위기로 채운 상태로 한 것을 「대기압 플라즈마 처리」라고도 칭한다.

금회의 실험예에서는, 주식회사괴반도체제의 진공 플라즈마 처리 장치(형식 : YHS-360)를 이용함과 함께, 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광량의 측정에는, 주식회사센텍제의 형광 센서(형식 : OL221)를 이용하였다.

또한, 표면 개질 처리 및 형광량 측정은, 일괄 처리 시험으로 하였다.

이하의 표에는, 진공 플라즈마 처리의 처리 시간과 각 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 측정된 형광량의 값을 대응지어서 표시한다. 또한, 측정 대상의 형광 파장은, 280㎚로 하였다. 또한, 같은 대상물을 종래의 액적식의 측정 장치를 이용하여 접촉각을 측정한 결과를 아울러서 도시한다.

처리시간 (진공 플라즈마 처리)	형광강도 (280nm)	첩촉각 (deg)
0min	34.3	63.1
5min	38.8	51.7
10min	45.6	39.7

도 3은, 플라즈마 처리에 관한 실험 결과를 플롯한 그래프를 도시하는 도면이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 플라즈마 처리 시간의 길이(표면 개질의 정도)와 측정된 형광 강도와의 사이에는, 강한 상관 관계가 있음을 알았다. 또한, 플라즈마 처리 시간과 접촉각과의 관계로부터, 처리 시간이 길수록, 대상물(OBJ)의 표면 개질이 진행하고 있음을 알 수 있다.

여기서, 도 4를 참조하여 접촉각에 관해 설명한다.

도 4(a)에 도시하는 바와 같이, 어떠한 물체(고체)상에 적하된 액체를 생각하면, 그 액체에서는, 분자간 힘에 의해 분자끼리가 서로 끌어서 응축하는 방향으로 힘이 발생한다. 그 결과, 당해 액체에서는, 표면적이 가장 작은 구상(球狀)이 될려고 하는 힘(표면장력)이 생긴다. 액체와 고체 사이의 계면에서는, 고체의 표면장력(γS), 액체의 표면장력(γL) 및 고체와 액체의 계면 장력(γSL) 사이에, 이하와 같은 관계식이 성립한다.

γS=γL·cosθ+γSL … (1)

(1)식에서, θ가 접촉각이고, γS 및 γL이 불변이라고 하면, 고체와 액체의 계면 장력(γSL)이 작으면(즉, 젖음성의 정도가 높으면), 도 4(b)에 도시하는 바와 같이, 접촉각(θ)은 작게(즉, cosθ의 값이 크게) 된다.

이에 대해, 도 4(c)에 도시하는 바와 같이, 고체와 액체의 계면 장력(γSL)이 크면(즉, 젖음성의 정도가 낮으면), 접촉각(θ)은 크게(즉, cosθ의 값이 작게) 된다.

이와 같이, 종래의 액적식의 측정 장치에서는, 이 접촉각을 측정함으로써, 젖음성을 평가한다.

(2. 코로나 처리)

다음에, 대상물(OBJ)로서 PET 필름(막두께 : 25㎛)에 대해, 코로나 처리를 이용한 표면 개질 처리를 적용한 경우의 측정예를 나타내다. 또한, 대상물(OBJ)로서는, 전처리로서 실리콘 처리가 이루어진 것과 그렇지 않은 것의 2종류를 준비하였다.

도 5는, 코로나 처리 장치를 포함하는 코팅 프로세스의 모식도이다. 도 5를 참조하면, 프로세스(300)는, 처리 대상의 대상물(OBJ)을 순차적으로 공급하기 위한 공급 롤러(302)와, 처리 후의 대상물(OBJ)을 권취하기 위한 권취 롤러(308)를 포함하고, 이들의 롤러 사이에, 코터 머신(310) 및 코로나 처리 장치(320)가 배치된다.

코터 머신(310)은, 주롤러(312)와 부롤러(314)를 포함하고, 양 롤러의 사이에 대상물(OBJ)을 통과시킴과 함께, 대상물(OBJ)의 한쪽면 또는 양면에 코팅제(316)를 연속적으로 도포한다.

코로나 처리 장치(320)는, 주롤러(322)의 표면에 대향하여 코로나 방전을 발생시키기 위한 전극군(324)이 배치되어 있고, 이 전극군(324)은 고전압을 공급하기 위한 직류 전원부(326)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 주롤러(322) 및 전극군(324)을 덮도록 외몸체(328)가 마련되어 있다. 또한, 대상물(OBJ)은, 코로나 처리 장치(320)의 전단(前段)에 배치된 반송 롤러(304)와, 코로나 처리 장치(320)의 후단에 배치된 반송 롤러(306)에 의해, 연속적으로 반송된다.

금회의 실험예에서는, 주식회사 히라노엔텍제의 콤마코터(등록상표)를 이용함과 함께, 소후탈사제의 코로나 처리 장치를 이용하였다. 그리고, 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광량의 측정에는, 주식회사 센텍의 형광 센서(형식 : OL221)를 이용하였다.

또한, 표면 개질 처리 및 형광량 측정은, 롤·투·롤 방식으로의 시험으로 하였다. 또한, 대상물(OBJ)의 폭은 300㎜로 하고, 코터 머신(310)에서의 코팅 폭은 280㎜로 하였다. 또한, 대상물(OBJ)의 반송 속도는, 6m/min으로 하였다.

이하의 표에는, 코로나 처리(코로나 방전)에 이용한 전압치와 각 처리 후의 대상물(OBJ)을 측정한 때의 형광 센서의 표시치를 대응지어 표시한다.

(a)PET 필름(막두께 : 25㎛/실리콘 처리없음)

전압 (코로나 처리)	표시치 (처리전)	표시치 (처리후)
0.2kw	0	2
0.4kw	0	8
0.6kw	0	8
0.8kw	0	10
1kw	0	12
1.3kw	0	12

(b)PET 필름(막두께 : 25㎛/실리콘 처리 있음)

전압 (코로나 처리)	표시치 (처리전)	표시치 (처리후)
0.2kw	0	0
0.4kw	0	0
0.6kw	0	2
0.8kw	0	3
1kw	0	7
1.3kw	0	7

상술한 측정 결과에 의하면, 코로나 처리 장치(320)에 의한 코로나 방전의 방전 전압이 커질수록, 보다 많은 형광이 측정되어 있음을 알 수 있다. 즉, 코로나 방전의 방전 전압이 커질수록, 대상물(OBJ)의 표면 개질의 정도는 커진다고 생각되기 때문에, 대상물(OBJ)의 표면 개질의 정도(젖음성)와 측정된 형광 강도와의 사이에는, 강한 상관 관계가 있다고 말할 수 있다.

(기타)

상술한 예에서는, 대상물(OBJ)의 전형예로서, PET 필름을 이용한 경우의 실험예를 나타냈지만, 다른 재질, 예를 들면, 플라스틱 등의 수지 재료, 유리나 실리콘 등의 무기 재료, 금속 재료 등에도, 본 실시의 형태에 관한 측정 장치는 적용 가능하다.

[C1. 측정 장치의 구성(그 1)]

도 6은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)의 모식적인 외관도이다. 도 7은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)의 광학적인 구조를 도시하는 모식도이다. 도 8은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)의 전기적인 구조를 도시하는 모식도이다.

도 6을 참조하면, 측정 장치(100)는, 측정 처리부(102)와, 조사 측정 헤드부(104)를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 조사 측정 헤드부(104)는, 대상물(OBJ)에 대해 자외선을 조사하기 위한 광학계와, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출하기 위한 광학계를 갖는다.

측정 처리부(102)는, 조사 측정 헤드부(104)와 접속되어 있고, 조사 측정 헤드부(104)에 대해 자외선의 조사 지령을 줌과 함께, 조사 측정 헤드부(104)에서 검출된 형광 강도를 나타내는 신호를 처리하여, 각종의 정보 등을 출력한다.

또한, 후술하는 바와 같이, 대상물(OBJ)에 대해 표면 개질 처리가 실행되는 전후에서 형광을 검출하는 사용 형태에서는, 하나의 측정 처리부(102)에 대해, 복수의 조사 측정 헤드부(104)가 접속되도록 하여도 좋다. 예를 들면, 도 5에 도시하는 코팅 프로세스에서는, 코로나 처리의 전후를 측정점으로 하여도 좋다.

도 7을 참조하면, 조사 측정 헤드부(104)는, 자외선을 발생하기 위한 UV 발광 소자(22)와, 다이크로익 미러(24)와, 집광 렌즈(38)와, 대상물(OBJ)로부터의 형광을 검출하기 위한 포토 다이오드(28)를 포함한다. 조사 측정 헤드부(104)에서는, UV 발광 소자(22), 다이크로익 미러(24), 및 집광 렌즈(38)가 광축(Ax1)상에 정렬 배치된다. UV 발광 소자(22)에서 발생한 형광 여기용의 자외선은, 집광 렌즈(38)를 통하여 광축(Ax1)에 따라 전반한 후, 광축(Ax1)상에 배치된 대상물(OBJ)에 집광한다. 또한, 형광 여기용의 자외선의 조사경(스폿 지름)은, 대상물(OBJ)중, 젖음성을 평가하고 싶은 범위에 응하여 적절히 설정하는 것이 바람직하다.

본 실시의 형태에 관한 UV 발광 소자(22)는, 한 예로서, 주 발광 피크를 365㎚로 하는 자외선을 발생한다. 또한, 자외선 LED인 UV 발광 소자(22)에 대신하여, 자외선 램프 등을 이용하여도 좋다.

대상물(OBJ)에 자외선이 조사됨으로써, 상술한 바와 같이, 그 표면에 있는 관능기로부터 형광이 발생한다. 이 대상물(OBJ)에서 생긴 형광의 대부분은, 여기용의 자외선과 동일한 경로(광축(Ax1))상을, 여기용의 자외선의 전반 방향과는 역방향으로 전반하여 다이크로익 미러(24)에 입사한다.

다이크로익 미러(24)는, 입사하는 광의 파장 성분에 응하여, 그 전반 방향을 변화시키는 일종의 광필터이다. 구체적으로는, 다이크로익 미러(24)는, 자외선이 광축(Ax1)에 따라 입사하면, 그 전반 방향을 유지한 채한, 입사한 자외선을 투과시킨다. 한편, 다이크로익 미러(24)는, 형광(가시광)이 광축(Ax1)에 따라 입사하면, 그 전반 방향을 90°변화시킨 다음 다른 포트로부터 사출한다. 전형적으로는, 다이크로익 미러(24)의 반사면은, 금속 증착에 의해 형성된다. 본 실시의 형태에 관한 다이크로익 미러(24)로서는, 예를 들면, 410㎚보다 짧은 파장을 투과역으로 하고, 또한, 410㎚보다 긴 파장을 반사역으로 함으로써, 자외선과 형광(가시광)을 분리할 수 있다.

그 때문에, 대상물(OBJ)에서 생긴 형광의 대부분은, 광축(Ax1)에 따라 지면 좌측부터 지면 우측으로 전반한 후, 다이크로익 미러(24)에서 그 전반 방향이 지면 하측으로 구부러진다. 그리고, 대상물(OBJ)에서 생긴 형광은, 광축(Ax2)에 따라 지면 상측부터 지면 하측으로 전반하여, 포토 다이오드(28)에 입사한다.

또한, UV 발광 소자(22)의 사출면부터 집광 렌즈(38)까지의 거리(L)와, 집광 렌즈(38)로부터 대상물(OBJ)까지의 거리는, 개략 동일하게 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도 7에 도시하는 조사 측정 헤드부(104)에서는, 다이크로익 미러(24)가 대상물(OBJ)로부터 받은 형광의 전반 방향을 변경함으로써, 동일한 광축(Ax1)상을 전반하는 여기용의 자외선과 검출 대상의 형광을 분리할 수 있다. 그 때문에, 대상물(OBJ)로부터 발생하는 미약한 형광라도, 확실하게 검출할 수 있다.

다음에, 도 8을 참조하면, 측정 처리부(102)는, 처리의 실행 주체가 되는 CPU(Central Processing Unit)(40)와, 표시부(42)와, 설정 버튼(44)과, 발진자(52)와, 기억부(54)와, 전원 장치(56)와, 인터페이스부(58)를 포함한다.

CPU(40)는, 미리 격납된 프로그램 등에 따라서 커맨드를 순차적으로 실행함으로써, 측정 장치(100) 전체의 처리를 맡는다. 구체적으로는, CPU(40)는, 유저에 의해 지정된 타이밍, 및/또는, 대상물(OBJ)의 반송 위치 등에 응답하여, 조사 측정 헤드부(104)에 대해 여기용의 자외선의 조사 시작을 지시함과 함께, 조사 측정 헤드부(104)에 의해 검출된 대상물(OBJ)로부터의 형광의 크기를 나타내는 신호에 의거하여, 대상물(OBJ)의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값(또는, 검출된 형광 강도의 생치(生値))를 산출 및/또는 출력한다.

표시부(42)는, 한 예로서, LCD(Liquid Crystal Display)나 CRT(Cathode-Ray tube) 등의 디스플레이, 세그먼트 표시기, 또는, 표시 램프라는 통지 수단을 포함한다. 측정 처리부(102)의 표시부(42)의 한 예로서, 도 6에 도시하는 모식도에서는, 검출된 형광 강도나 산출된 젖음성을 나타내는 값을 표시하기 위한 세그먼트 표시기와, 측정 장치(100)의 상태 등을 나타내기 위한 LED 표시기가 예시되어 있다.

설정 버튼(44)은, 각종의 스위치나 버튼이라는 지시 접수 수단을 포함한다. 설정 버튼(44)은, 유저에 의한 조작을 접수하여, 그 조작에 응한 커맨드를 CPU(40)에 출력한다. 도 6에 도시하는 모식도에서는, 설정의 변경/반영 등을 지시하기 위한 버튼이 예시되어 있다.

발진자(52)는, CPU(40) 등이 처리를 실행할 때의 동작 클록을 발생한다.

기억부(54)는, 한 예로서 E²PROM(Electrically Erasable and Progra㎜able Read only Memory) 등으로 이루어지고, CPU(40)에서 실행되는 프로그램을 격납하거나, CPU(40)에서 산출된 젖음성을 나타내는 값 및/또는 조사 측정 헤드부(104)에 의해 검출된 값 등을 격납하거나 한다.

전원 장치(56)는, 구동 전원(Vcc) 등을 받아서, 측정 장치(100)의 내부에서 필요한 각종 전압치를 갖는 전원을 생성하여 공급한다.

인터페이스부(58)는, 측정 장치(100)의 외부에 있는 각종 장치와의 사이에서 데이터의 주고 받음을 중개한다. 한 예로서, 인터페이스부(58)는, 대상물(OBJ)에서의 표면 개질 처리의 양부를 나타내는 판정 출력(46)과, 대상물(OBJ)로부터의 형광량에 의거하여 산출되는, 종래의 액적법과 상호 교환성을 유지하기 위한 접촉각을 나타내는 접촉각 아날로그 출력(48)과, 유저 등으로부터의 측정 시작을 지시하기 위한 측정 시작 입력(50)을 입출력한다. 또한, 판정 출력(46) 및 접촉각 아날로그 출력(48)에 관해서는, 후술한다.

또한, 본 명세서에서 「출력」이란, 각종 표시 장치에 목적으로 하는 정보(데이터)를 표시하여 유저에게 통지하는 것, 및, 외부 장치에 목적으로 하는 정보(데이터)를 전송하는 것을 포함한다. 또한, 본 명세서에서의 「출력」에는, 측정 장치(100)와 프린터 등을 접속하고, 프린터로부터 정보가 인쇄된 종이매체를 출력하는 것도 포함한다.

조사 측정 헤드부(104)는, 여기용의 자외선을 조사하기 위한 UV 투광부(1042)와, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출하기 위한 형광 수광부(1041)를 포함한다.

UV 투광부(1042)는, 상술한 UV 발광 소자(22)에 더하여, UV 발광 소자(22)를 구동하기 위한 투광 구동 회로(20)를 포함한다. 투광 구동 회로(20)에는, 구동 전력에 더하여, CPU(40)로부터의 제어 신호가 주어진다. 이 제어 신호가 활성화(ON)가 되면, 투광 구동 회로(20)로부터 UV 발광 소자(22)에 대해 전력이 공급되고, UV 발광 소자(22)가 여기용의 자외선의 조사를 시작한다.

또한, 형광 수광부(1041)는, 상술한 포토 다이오드(PD)(28)에 더하여, 증폭 회로(32)와, A/D 컨버터(36)를 포함한다. 증폭 회로(32)는, 포토 다이오드(28)로부터 출력되는 전압 신호(검출된 형광 강도의 크기에 비예)를 소정의 증폭률로 증폭하고, 그 증폭 후의 신호를 A/D(Analog to Digital) 컨버터(36)에 출력한다. A/D 컨버터(36)는, 증폭 회로(32)로부터 입력되는 아날로그 신호를 양자화함으로써 디지털 신호를 생성하고, 이 생성된 디지털 신호를 CPU(40)에 출력한다. 또한, A/D 컨버터(36)는, 전원 장치(56)에 의해 공급되는 참조 전압(VREF)을 전압 기준으로 하여, 양자화를 행한다.

[C2. 측정 장치의 구성(그 2)]

측정 장치(100)의 설치 환경에서, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광과 같은 파장역을 포함하는 광원(조명 장치) 등이 존재하는 경우에는, 이 광원(조명 장치)으로부터의 광이 외란이 될 수 있다. 그 때문에, 이와 같은 외란을 억제하기 위해, 여기용의 자외선의 강도를 주기적으로 변화시키는(일종의 변조를 하는) 것이 바람직하다.

도 9는, 본 발명의 실시의 형태의 제 1 변형예에 관한 측정 장치(100A)의 전기적인 구조를 도시하는 모식도이다. 도 9에 도시하는 측정 장치(100A)는, 도 8에 도시하는 측정 장치(100)에 비교하여, 투광 구동 회로(20)에 대해 소정 주기의 펄스 신호를 구동 신호로서 입력하도록 변경한 UV 투광부(1044)를 채용함과 함께, HPF(High Pass Filter)(30) 및 외란광 제거 필터(34)를 더욱 추가한 형광 수광부(1043)를 채용한 것이다.

즉, UV 투광부(1044)로부터는, 투광 구동 회로(20)에 대해 주어지는 펄스 신호(구동 신호)에 대응하여 발생하는, 그 강도가 주기적으로 변화하는 자외선이 대상물(OBJ)에 대해 조사된다. 그 결과, 자외선 강도의 변화 주기에 동기하여, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광 강도도 시간적으로 변화한다.

한편, 형광 수광부(1043)에서는, 이와 같이 시간적으로 강도가 변화한 형광을 포토 다이오드(28)에 의해 수광하면, 그 검출 결과를 HPF(30)에 입력하여, 검출 결과에 포함되는 교류 성분을 추출한다. 이 추출된 교류 성분은, 외란광 제거 필터(34)에 의해, 투광 구동 회로(20)에 대해 주어지는 펄스 신호의 주기(주파수)와 실질적으로 같은 주기 성분이 추출된다. 보다 구체적으로는, 외란광 제거 필터(34)에서는, 증폭 회로(32)에 의해 증폭된 교류 성분과 자외선에 포함된 주기 성분 사이의 상관치가 순차적으로 산출된다. 이 상관치가 대상물(OBJ)로부터 발생한 형광의 강도를 나타내는 값이 된다.

그리고, 외란광 제거 필터(34)로부터의 출력 신호(아날로그 신호)가 A/D 컨버터(36)에 의해 양자화됨으로써, 디지털 신호가 출력된다.

또한, 외란이 되는 조명 장치의 광원(전형적으로는, 형광등)이 특정한 주기(예를 들면, 상용 전원의 주파수)로 변동하는 것이 미리 알고 있다면, 여기용의 자외선의 강도를 변화시키는 주기로서는, 이와 같은 변동 주기보다도 짧게 하는 것이 바람직하다.

그 밖의 구성에 관해서는, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한 측정 장치(100)와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

이와 같이, 본 실시의 형태의 제 1 변형예에 관한 측정 장치(100A)에 의하면, 그 설치 환경에 있는 광원으로부터의 외란에 영향받지 않고, 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광 강도(표면의 젖음성을 나타내는 값)를 안정하게 측정할 수 있다.

[C3. 측정 장치의 구성(그 3)]

측정 장치(100)의 주위 환경(온도 등)에 의존하여, 조사 측정 헤드부로부터 조사되는 여기용의 자외선의 강도가 변동하는 경우가 생각된다. 이 경우에는, 검출되는 형광 강도의 외란이 될 수 있기 때문에, 대상물(OBJ)에 대해 조사하는 자외선의 강도는 일정하게 하는 것이 바람직하다. 이하에서는, 이와 같은 외란을 억제하기 위해, 조사 측정 헤드부로부터 조사된 자외선 강도를 모니터함으로써, 대상물(OBJ)에 조사되는 자외선을 일정하게 유지하는 구성에 관해 예시한다.

도 10은, 본 발명의 실시의 형태의 제 2 변형예에 관한 측정 장치(100B)의 전기적인 구조를 도시하는 모식도이다. 도 10에 도시하는 측정 장치(100B)는, 도 9에 도시하는 측정 장치(100A)에 비교하여, 투광량 제어 회로(21)와, 모니터 포토 다이오드(PD)(25)와, 증폭 회로(26)와, A/D 컨버터(27)를 또한 포함하도록 변경한 UV 투광부(1046)를 채용한 것이다.

이 UV 투광부(1046)에서는, UV 발광 소자(22)의 조사면에 인접하여 모니터 포토 다이오드(25)가 배치되고, UV 발광 소자(22)로부터 대상물(OBJ)에 조사되는 자외선의 강도를 연속적으로 검지한다. 이 모니터 포토 다이오드(25)로부터 출력되는 전압 신호(검출된 자외선 강도의 크기에 비예)는, 증폭 회로(26)에 입력되어, 소정의 증폭률로 증폭된다. 이 증폭 후의 전압 신호는, A/D 컨버터(27)에 의해 양자화되어 디지털 신호로서 CPU(40)에 주어진다.

CPU(40)는, A/D 컨버터(27)로부터의 디지털 신호를 미리 설정한 기준치와 비교함으로써, 투광량 제어 회로(21)에 대한 제어 지령을 생성한다. 투광량 제어 회로(21)는, CPU(40)로부터의 제어 지령에 따라, 투광 구동 회로(20)에 공급하는 전력을 조정한다. 이에 의해, 투광 구동 회로(20)로부터 UV 발광 소자(22)에 공급되는 전력이 피드백 제어된다. 그 결과, UV 발광 소자(22)로부터 대상물(OBJ)에 대해 조사되는 여기용의 자외선의 강도가 일정하게 유지된다.

이와 같이, 본 실시의 형태의 제 2 변형예에 관한 측정 장치(100B)에 의하면, 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광 강도(표면의 젖음성을 나타내는 값)를 안정하게 측정할 수 있다.

[C4. 측정 장치의 구성(그 4)]

상술한 측정 장치의 예에서는, 여기용의 자외선과 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광이 동일한 광축상을 전반하는 광학계에 관해 예시하였다. 이것에 대해, 여기용의 자외선의 전반 경로와 대상물(OBJ)로부터 발생하는 형광의 전반 경로를 다르게 하여도 좋다.

도 11은, 본 발명의 실시의 형태의 제 3 변형예에 관한 측정 장치(100C)의 광학적인 구조를 도시하는 모식도이다. 도 11에 도시하는 측정 장치(100C)에서는, 조사 측정 헤드부(104A)는, 여기용의 자외선을 조사하기 위한 UV 투광부(1047)와, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출하기 위한 형광 수광부(1048)를 포함한다.

UV 투광부(1047)는, UV 발광 소자(22)와, 집광 렌즈(38A)를 포함한다. UV 발광 소자(22) 및 집광 렌즈(38A)는, 대상물(OBJ)에 대해 소정의 입사각을 이루는 광축(Ax3)상에 정렬 배치된다. 따라서 UV 발광 소자(22)에서 발생하는 여기용의 자외선은, 집광 렌즈(38A)를 투과한 후, 광축(Ax3)에 따라 전반하여 대상물(OBJ)에 대해 소정의 입사각으로 입사한다.

대상물(OBJ)에서는, 자외선의 입사각에 대응하는 반사각으로 발생한 형광이 전반한다. 즉, 대상물(OBJ)의 수직축에 관하고, 광축(Ax3)과 대칭이 되는 광축(Ax4)에 따라, 대상물(OBJ)에서 발생한 형광은 전반한다.

형광 수광부(1048)에서는, 이 광축(Ax4)상에, 파장 필터(39), 집광 렌즈(38B) 및 포토 다이오드(28)가 정렬 배치된다. 파장 필터(39)는, UV 투광부(1047)로부터 조사되는 여기용의 자외선이 포토 다이오드(28)에 직접적으로 입사하는 것을 억제하기 위한 광필터이다. 즉, 파장 필터(39)는, 측정 대상의 형광이 입사한 경우에는 투과시키는 한편으로, 측정 대상이 아닌 자외선이 입사한 경우에는 컷트하는 특성을 갖는다.

따라서 여기용의 자외선의 조사에 의해 대상물(OBJ)에서 발생한 형광은, 파장 필터(39)를 투과한 후, 집광 렌즈(38B)에 의해 집광되어, 포토 다이오드(28)에서 결상하도록 되어 있다. 그리고, 포토 다이오드(28)가 대상물(OBJ)로부터 발생한 형광의 강도를 검출한다.

또한, 대상물(OBJ)의 종류에 의존하여, 발생하는 형광의 파장이 다른 경우 등에는, 측정 대상의 파장마다, UV 투광부(1047) 및/또는 형광 수광부(1048)를 복수 구비하여 두고, 필요에 응하여, 적절한 것을 선택하도록 하여도 좋다.

그 밖의 구성에 관해서는, 도 7 내지 도 10을 이용하여 설명한 측정 장치와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

[C5. 측정 장치의 구성(그 5)]

상술한 측정 장치의 예에서는, 자외선 LED인 UV 발광 소자를 이용하여 여기용의 자외선을 발생하는 구성에 관해 예시하였지만, 자외선 램프 등을 이용하여도 좋다. 이하, 도 11에 도시하는 측정 장치의 구성에서, 자외선의 발생원으로서, 자외선 램프를 채용한 구성에 관해 예시한다.

도 12는, 본 발명의 실시의 형태의 제 4 변형예에 관한 측정 장치(100D)의 광학적인 구조를 도시하는 모식도이다. 도 13은, 도 12에 도시하는 자외선 램프(메탈 할라이드 램프)의 발광 스펙트럼의 한 예를 도시하는 도면이다. 도 14는, 도 12에 도시하는 파장 필터의 특성의 한 예를 도시하는 도면이다.

도 12에 도시하는 측정 장치(100D)에서는, 조사 측정 헤드부(104B)는, 여기용의 자외선을 조사하기 위한 UV 투광부(045)와, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출하기 위한 형광 수광부(1049)를 포함하다. 또한, 형광 수광부(1049)의 구성에 관해서는, 상술한 도 11에 도시하는 형광 수광부(1049)와 마찬가지이다.

UV 투광부(045)는, 자외선 램프(23)와, 집광 렌즈(38A)와, 파장 필터(39A)를 포함한다. 자외선 램프(23)로서는, 전형적으로는, 메탈 할라이드 램프가 사용된다. 자외선 램프(23), 집광 렌즈(38A), 및 파장 필터(39A)는, 대상물(OBJ)에 대해 소정의 입사각을 이루는 광축(Ax3)상에 정렬 배치된다.

도 13에 도시하는 바와 같이, 자외선 램프(23)는, 상술한 UV 발광 소자와는 달리, 비교적 넓은 대역에 걸쳐서 자외선을 조사한다. 또한, 자외선 램프(23)로부터 조사되는 광에는, 가시광 영역의 파장 성분도 포함할 수 있다. 그 때문에, 자외선 램프(23)로부터 조사되는 가시광을 포함하는 광중, 자외선 성분만을 추출하여 대상물(OBJ)에 조사할 필요가 있다. 왜냐하면, 가시광성분을 포함하는 광을 조사하면, 대상물(OBJ)로부터 생기는 형광과 섞이여 버려서, 형광 강도를 정확하게 측정할 수가 없기 때문이다.

그래서, 측정 장치(100D)의 UV 투광부(045)에서는, 자외선 램프(23)의 조사 방향으로 파장 필터(39A)를 배치하여, 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 검출에 필요한 자외선 성분만을 추출한다. 한편, 측정 장치(100D)의 형광 수광부(1049)에서는, 대상물(OBJ)로부터 생긴 형광만을 선택적으로 추출하기 위한 파장 필터(39B)가 배치된다.

이들의 파장 필터(39A 및 39B)의 파장 투과 특성의 한 예를 도 14에 도시한다. 도 14에는, 대상물(OBJ)에서 표면 개질 처리에서 생기는 관능기의 흡수 스펙트럼의 피크가 310㎚ 부근에 존재하는 경우의 예를 나타낸다.

도 14에 도시하는 예에서는, 파장 필터(39A)는, 밴드패스 필터(BPF) 또는 로우패스 필터터(LPF)로 이루어지고, 310㎚ 부근을 중심으로 한 파장 대역의 광을 투과시킴과 함께, 그 이외의 파장 성분을 차단한다. 즉, UV 투광부(045)의 파장 필터(39A)는, 자외선 램프(23)로부터 발생하는 파장 성분중, 목적하는 관능기의 흡수 스펙트럼에 대응하는 파장 성분만을 추출하는 것을 목적으로 하고 있다.

한편, 형광 수광부(1049)의 파장 필터(39B)는, 하이 패스 필터(HPF) 또는 밴드패스 필터(BPF)로 이루어지고, 대상물(OBJ)의 표면에 생기는 목적하는 관능기로부터 생기는 형광 이외의 외란이 될 수 있는 성분을 차단한다. 특히, UV 투광부(045)로부터 조사되는 여기용의 자외선이 직접적 또는 간접적으로 포토 다이오드(28)에 입사하는 것을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다. 그 때문에, 도 14에 도시하는 바와 같이, 형광 수광부(1049)의 파장 필터(39B)의 컷오프 파장은, UV 투광부(045)의 파장 필터(39A)의 투과 파장 대역보다 장파 장측에 설정된다.

제 4 변형예에 관한 측정 장치(100D)에서는, 대상물(OBJ)의 표면에 생기는 관능기의 종류 등에 응하여, 파장 필터(39A)를 변경함으로써, 조사하는 자외선의 주(主)파장 성분을 조정할 수 있다. 그 때문에, UV 발광 소자를 사용하는 경우에 비교하여, 범용성을 높일 수 있다.

또한, 파장 투과 특성이 서로 다른 복수의 파장 필터(39A 및 39B)를 준비하여 두고, 목적이 되는 대상물(OBJ)의 재질(즉, 그 표면에 생기는 관능기의 흡수 파장 및 발생하는 형광의 파장)에 응하여, 적절한 파장 필터를 선택하도록 하여도 좋다.

그 밖의 구성에 관해서는, 도 7 내지 도 11을 이용하여 설명한 측정 장치와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

[D1. 제어 구조(그 1)]

다음에, 본 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)에서 제어 구조에 관해 설명한다.

도 15는, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)의 제어 구조를 도시하는 모식도이다. 도 15에 도시하는 제어 구조는, 기본적으로는, 대상물(OBJ)에 대해 표면 개질 처리를 행하는 후에서만 형광 강도를 검출하는 측정 방법에 적용된다. 즉, 상술한 실험예중, 코로나 처리의 예로 나타내는 바와 같이, 표면 개질 처리가 있는 레벨에 도달할 때까지는, 표면부터 형광을 발하지 않는 재질에 적합하다. 환언하면, 도 15에 도시하는 제어 구조는, 표면 개질 처리 전에서의 형광 강도가 제로인 대상물(OBJ)을 평가하는 경우에 사용된다.

도 15를 참조하면, 측정 장치(100)는, 그 제어 구조로서, 버퍼(400)와, 표시 데이터 생성부(402)와, 판정부(404)와, 환산부(406)와, 데이터베이스(408)를 포함한다. 한 예로서, 측정 장치(100)는, 조사 측정 헤드부(104)에 의해 검출된 검출치(형광 강도)를 입력으로 하여, 판정 출력, 형광 강도, 접촉각을 출력한다.

또한, 전형적으로는, 표시 데이터 생성부(402), 판정부(404), 환산부(406)는, CPU(40)가 프로그램을 실행함으로써 실현되고, 버퍼(400) 및 데이터베이스(408)는, 기억부(54)의 소정 영역에 실현된다.

구체적으로는, 계측 시작 트리거에 응답하여, 버퍼(400)는, 조사 측정 헤드부(104)로부터의 검출치를 취득하여 격납한다. 이 계측 시작 트리거에 동기하여, 조사 측정 헤드부(104)에는, 자외선의 조사 지령이 주어진다. 버퍼(400)에 격납된 검출치는, 표시 데이터 생성부(402), 판정부(404), 환산부(406)로부터 각각 액세스 가능하게 되어 있다. 또한, 버퍼(400)에는, 복수의 샘플 시각에서 검출된 값을 평균화한 결과를 격납하여도 좋다. 또한, 노이즈 등을 제거하기 위한 각종의 전처리(필터링 처리)를 행하여도 좋다.

표시 데이터 생성부(402)는, 버퍼(400)에 격납된 형광 강도(검출치)를 표시하기 위한 데이터, 전형적으로는, 세그먼트 표시기를 구동하기 위한 신호를 생성한다.

판정부(404)는, 버퍼(400)에 격납된 형광 강도(검출치)에 의거하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성의 양부를 판정한다. 구체적으로는, 판정부(404)는, 버퍼(400)에 격납된 형광 강도의 값과 임계치를 비교하여, 형광 강도의 값이 임계치보다 크면, 목적으로 한 정도의 젖음성을 확보되어 있다고 판단한다. 이 임계치는, 대상물(OBJ)의 제조 프로세스에 응하여, 필요한 젖음성의 정도에 대응하는 값으로 설정된다.

환산부(406)는, 버퍼(400)에 격납된 형광 강도(검출치)에 의거하여, 종래의 액적법을 이용한 접촉각 측정 장치에 의해 산출되는 접촉각과 실질적으로 등가의 값을 산출한다. 즉, 종래의 액적법을 이용한 접촉각 측정 장치를 본 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)에 리플레이스하는 경우 등을 상정하면, 관리 장치 등과의 사이에서 인터페이스 되는 데이터에 호환성이 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 본 실시의 형태에 관한 측정 장치는, 데이터베이스(408)에, 대상물(OBJ)로부터 검출되는 형광 강도와 그 때의 접촉각을 대응지은 테이블(410)(또는, 관계식 또는 함수) 등을 준비하여 두고, 환산부(406)가, 대응하는 테이블(410)을 참조하여, 버퍼(400)에 격납된 형광 강도를 이용하여, 접촉각을 산출한다. 또한, 상술한 실험 결과에도 나타내는 바와 같이, 발생하는 형광 강도는, 대상물(OBJ)의 재질에 의존하기 때문에, 대상물(OBJ)의 재질(종류)별로 테이블(410)을 복수 준비하여 두고, 목적하는 대상물(OBJ)의 재질(종류)에 응한 테이블(410)을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.

도 16은, 도 3에 도시하는 실험 결과를 접촉각과 형광 강도와의 관계에 관해 플롯한 그래프를 도시하는 도면이다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 접촉각의 크기와 형광 강도와의 사이에도, 강한 상관 관계가 있음을 알 수 있다. 그 때문에, 도 16에 도시하는 바와 같은 대응관계를 미리 실험적으로 취득하여 두고, 이 대응관계를 참조하여, 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도에 대응지여진 형광 강도를 산출한다.

여기서, 도 16에 도시하는 바와 같은 대응관계, 및, 도 15에 도시하는 테이블(410)의 작성 방법에 관해 설명한다.

기본적으로는, 상술한 실험예와 마찬가지로, 목적하는 대상물(OBJ)에 대해 다양한 조건으로 표면 개질 처리를 행하다. 또한, 대상물(OBJ)에 관해서는, 균질한 재료로 복수의 샘플을 준비하는 것이 바람직하다. 그리고, 각각 표면 개질 처리된 후의 대상물(OBJ)에 대해, 본 실시의 형태에 관한 측정 장치를 이용하여 형광 강도를 검출함과 함께, 종래의 접촉각 측정 장치를 이용하여 접촉각을 계측한다. 이와 같이, 복수의 다른 젖음성을 갖도록 표면 개질 처리된 대상물(OBJ)에 관해, 본 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)에 의해 검출된 형광 강도와 대응하는 접촉각의 측정치를 관련지음에 의해, 당해 대상물(OBJ)에 관한 형광 강도와 접촉각과의 대응관계(테이블(410))를 생성할 수 있다.

[D2. 제어 구조(그 2)]

상술한 도 15에 도시하는 제어 구조에서는, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터는, 실질적으로 형광이 발생하지 않는 경우에 적합하고 있다. 한편, 상술한 실험예중, 플라즈마 처리의 예에서 나타내는 바와 같이, 대상물(OBJ)의 재질 등에 따라서는, 표면 개질 처리 전의 상태에서도, 대상물(OBJ)로부터는, 얼마쯤의 형광을 발하는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 처리 전후에서 변화한 형광 강도의 크기에 의거하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성을 평가하는 것이 바람직하다.

도 17은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 측정 장치(100)의 제어 구조의 변형예를 도시하는 모식도이다. 도 17 참조하면, 측정 장치(100)는, 그 변형예의 제어 구조로서, 버퍼(411, 412)와, 차분 연산기(414)와, 표시 데이터 생성부(402)와, 판정부(404)와, 환산부(416)와, 데이터베이스(408)를 포함한다.

전형적으로는, 표시 데이터 생성부(402), 판정부(404), 환산부(416), 차분 연산기(414)는, CPU(40)가 프로그램을 실행함으로써 실현되고, 버퍼(411, 412) 및 데이터베이스(408)는, 기억부(54)의 소정 영역에 실현된다.

한 예로서, 측정 장치(100)는, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도와, 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도와의 차분에 의거하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성을 평가하기 위한 결과(판정 출력, 형광 강도, 접촉각 등)를 출력한다.

구체적으로는, 버퍼(411)에는, 조사 측정 헤드부(104)를 이용하여 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도가 격납되고, 버퍼(412)에는, 조사 측정 헤드부(104)를 이용하여 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도가 격납되다. 또한, 단일한 조사 측정 헤드부(104)를 이용하여, 처리 전후에서의 형광 강도를 검출하도록 하여도 좋지만, 도 1에 도시하는 바와 같이, 표면 개질 처리 전 및 표면 개질 처리 후의 위치에 각각 조사 측정 헤드부(104)를 배치하여, 2개의 조사 측정 헤드부(104)가 각각 검출하는 형광 강도를 버퍼(411 및 412)에 각각 격납하도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 경우에는, 2개의 조사 측정 헤드부(104) 사이에서의 교정을 행할 필요가 있다.

차분 연산기(414)는, 버퍼(412)에 격납된 검출치(처리 후)로부터 버퍼(411)에 격납된 검출치(처리 전)를 공제하여, 형광 강도의 차분을 산출한다.

표시 데이터 생성부(402)는, 차분 연산기(414)에서 산출된 형광 강도의 차분(형광 강도의 변화량)을 표시하기 위한 데이터, 전형적으로는, 세그먼트 표시기를 구동하기 위한 신호를 생성한다.

판정부(404)는, 차분 연산기(414)에서 산출된 형광 강도의 차분에 의거하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성의 양부를 판정한다. 구체적으로는, 판정부(404)는, 차분 연산기(414)에서 산출된 형광 강도의 차분과 임계치를 비교하여, 형광 강도의 차분이 임계치보다 크면, 목적으로 하는 표면 개질 처리가 행하여졌다고 판단한다. 이 임계치는, 대상물(OBJ)의 제조 프로세스에 응하여, 필요한 표면 개질 처리의 정도에 대응하는 값으로 설정된다.

환산부(416)는, 도 15에 도시하는 환산부(406)와 마찬가지로, 버퍼(411 및 412)에 각각 격납된 형광 강도(검출치)에 의거하여, 종래의 액적법을 이용한 접촉각 측정 장치에 의해 산출된 접촉각과 실질적으로 등가의 접촉각을 각각 산출한다. 또한, 환산부(416)는, 각각의 검출치로부터 산출된 접촉각 사이의 차분을 취하고, 접촉각의 변화량을 출력한다. 이 때, 환산부(416)는, 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도와 그 때의 접촉각을 대응지은 테이블(410)(또는, 관계식 또는 함수)을 데이터베이스(408)로부터 판독하고, 접촉각을 산출하다. 또한, 환산부(416)는, 표면 개질 처리 전 및 표면 개질 처리 후에서 각각 산출되는 접촉각 그 자체를 출력하도록 하여도 좋다.

[E. 처리 순서]

이하, 본 실시의 형태에 관한 측정 처리의 순서에 관해 설명한다.

(1. 젖음성 평가 처리(그 1))

도 18은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 젖음성 평가 처리(그 1)의 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 도 18에 도시하는 젖음성 평가 처리는, 도 15에 도시하는 제어 구조에 대응하여 실행되는 것이고, 기본적으로는, 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 측정된 형광 강도만에 의거하여, 대상물(OBJ)의 젖음성을 평가한다.

우선, 스텝 S100에서, 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정 타이밍인지의 여부를 판단한다. 보다 구체적으로는, 대상물(OBJ)에 관한 표면 개질 처리가 배치적으로 실행되는 경우에는, 그 일괄 처리가 완료된 경우에, 측정 타이밍이라고 판단된다. 또는, 대상물(OBJ)에 관한 표면 개질 처리가 연속적으로 실행되는 경우에는, 소정 주기마다 측정 타이밍이 결정된다.

형광 강도의 측정 타이밍이 아니면(스텝 S100에서 NO), 스텝 S100의 처리가 반복된다.

한편, 형광 강도의 측정 타이밍이라면(스텝 S100에서 YES), 처리는 스텝 S102로 진행한다. 스텝 S102에서, 측정 시작 지령을 발행한다. 스텝 S104에서, 측정 시작 지령에 응답하여, 조사 측정 헤드부(104)로부터 여기용의 자외선을 대상물(OBJ)을 향하여 조사한다. 스텝 S106에서, 조사 측정 헤드부(104)에서, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출한다. 스텝 S108에서, 검출된 형광에 대해 노이즈 제거 처리(필터링 처리)를 행한 다음, 형광 강도(대표치)를 취득한다.

스텝 S110에서, 취득한 형광 강도와 임계치를 비교하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성의 양부를 판정한다. 계속된 스텝 S112에서, 대상물(OBJ)의 종류에 응한 관계식(테이블)을 선택하고, 선택된 관계식을 이용하여, 취득한 형광 강도에 대응하는 접촉각을 산출한다. 즉, 스텝 S112에서, 대상물의 종류으 별로 미리 취득된 복수의 대응관계중, 선택된 대응관계에 따라, 검출된 형광 강도에 대응하는 접촉각이 산출된다.

그리고, 스텝 S114에서, 출력 처리를 행한다. 구체적으로는, 스텝 S108에서 취득된 형광 강도, 스텝 S110에서 결정된 젖음성의 양부 판정 결과, 및, 스텝 S112에서 산출된 접촉각의 적어도 하나를 표시 또는 외부 장치에 출력한다. 즉, 스텝 S114에서, 검출된 형광 강도로부터 대상물(OBJ)의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 출력한다. 이 때, 대상물(OBJ)의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값으로서 검출된 형광 강도가 출력된다.

스텝 S116에서, 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되었는지의 여부를 판단한다. 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되어 있지 않으면(스텝 S116에서 NO), 스텝 S100 이하의 처리가 반복된다. 한편, 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되어 있으면(스텝 S116에서 YES), 젖음성 평가 처리는 종료한다.

또한, 도 18에 도시하는 플로우 차트에서는, 평가 출력으로서, 3개의 결과(형광 강도, 젖음성의 양부 판정 결과, 접촉각)를 산출하는 경우의 처리를 예시하지만, 이들 3개의 결과를 전부 산출할 필요는 없고, 적용되는 프로세스 등에 응하여, 필요한 결과를 적절히 선택하여도 좋다. 이것은, 후술하는 도 19에 도시하는 플로우 차트에서도 마찬가지이다.

(2. 젖음성 평가 처리(그 2))

도 19는, 본 발명의 실시의 형태에 관한 젖음성 평가 처리(그 2)의 순서를 도시하는 플로우 차트이다. 도 19에 도시하는 젖음성 평가 처리는, 도 17에 도시하는 제어 구조에 대응하여 실행되는 것이고, 기본적으로는, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도와 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 검출된 형광 강도에 의거하여, 대상물(OBJ)의 젖음성을 평가한다.

우선, 스텝 S200에서, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되었는지의 여부를 판단한다. 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되어 있지 않으면(스텝 S200에서 NO), 스텝 S200의 처리가 반복된다.

표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되어 있으면(스텝 S200에서 YES), 처리는 스텝 S202로 진행한다. 스텝 S202에서, 제 1회째의 측정 시작 지령을 발행한다. 계속된 스텝 S204에서, 측정 시작 지령에 응답하여, 조사 측정 헤드부(104)로부터 여기용의 자외선을 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)을 향하여 조사한다. 스텝 S206에서, 조사 측정 헤드부(104)에서, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출한다. 스텝 S208에서, 검출된 형광에 대해 노이즈 제거 처리(필터링 처리)를 행한 다음, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)에 관한 형광 강도(대표치)를 취득한다.

계속된 스텝 S210에서, 대상물(OBJ)에 대해, 표면 개질 처리를 실행한다. 그리고, 스텝 S212에서, 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되었는지의 여부를 판단한다. 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되어 있지 않으면(스텝 S212에서 NO), 스텝 S212의 처리가 반복된다.

표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도의 측정이 지시되어 있으면(스텝 S212에서 YES), 처리는 스텝 S214로 진행한다.

스텝 S214에서, 제 2회째의 측정 시작 지령을 발행한다. 계속된 스텝 S216에서, 측정 시작 지령에 응답하여, 조사 측정 헤드부(104)로부터 여기용의 자외선을 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)을 향하여 조사한다. 스텝 S218에서, 조사 측정 헤드부(104)에서, 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출한다. 스텝 S220에서, 검출된 형광에 대해 노이즈 제거 처리(필터링 처리)를 행한 다음, 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)에 관한 형광 강도(대표치)를 취득한다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같은 연속 프로세스에서는, 표면 개질 처리의 전단 및 후단에 각각 조사 측정 헤드부(104)를 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 제 1회째의 측정 시작 지령은, 표면 개질 처리의 전단에 배치된 조사 측정 헤드부(104)에 주어지고, 제 2회째의 측정 시작 지령은, 표면 개질 처리의 후단에 배치된 조사 측정 헤드부(104)에 주어지게 된다.

그 후, 스텝 S222에서, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터 취득한 형광 강도와 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 취득한 형광 강도의 차분을 산출한다. 계속된 스텝 S224에서, 산출한 형광 강도의 차분과 임계치를 비교하여, 대상물(OBJ)에서의 젖음성의 양부를 판정한다.

스텝 S226에서, 대상물(OBJ)의 종류에 응한 관계식(테이블)을 선택하고, 선택된 관계식을 이용하여, 표면 개질 처리 전의 대상물(OBJ)로부터 취득한 형광 강도 및 표면 개질 처리 후의 대상물(OBJ)로부터 취득한 형광 강도에 각각 대응하는 2개의 접촉각을 산출한다. 계속된 스텝 S228에서, 산출한 2개의 접촉각 사이에서의 차분을 산출한다. 이 산출한 접촉각의 차분이 표면 개질 처리에 의해, 젖음성의 개선 정도를 나타낸다.

그리고, 스텝 S230에서, 출력 처리를 행한다. 구체적으로는, 스텝 S220에서 취득된 형광 강도의 차분, 스텝 S224에서 결정된 젖음성의 양부 판정 결과, 및, 스텝 S228에서 산출된 접촉각의 차분(변화량)의 적어도 하나를 표시 또는 외부 장치에 출력한다. 즉, 표면 개질 처리 전에서 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출한 결과와, 표면 개질 처리 후에서 대상물(OBJ)에서 생기는 형광을 검출한 결과의 차에 의거하여, 대상물(OBJ)의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값이 산출된다. 이 때, 대상물(OBJ)의 표면에서의 젖음성을 나타내는 값으로서 검출된 형광 강도가 출력된다.

스텝 S232에서, 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되었는지의 여부를 판단한다. 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되어 있지 않으면(스텝 S232에서 NO), 스텝 S200 이하의 처리가 반복된다. 한편, 젖음성 평가 처리의 종료가 지시되어 있으면(스텝 S232에서 YES), 젖음성 평가 처리는 종료한다.

[F. 적용예]

상술한 바와 같은 젖음성의 평가 처리로의 결과에 의거하여, 표면 개질 프로세스에서 생기는 변동을 억제하도록 조정하여도 좋다. 즉, 젖음성의 평가 결과를 피드백함으로써, 표면 개질 처리(플라즈마 처리나 코로나 처리)에서의 각종 조건을 동적으로 조정하도록 하여도 좋다.

도 20은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 표면 개질 프로세스(500)의 한 예를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 20에는, 전형예로서, 대기압 플라즈마 처리의 예를 나타낸다.

도 20을 참조하면, 대상물(OBJ)은, 반송 수단의 전형예인 반송 컨베이어(502)상에 배치되여, 지면 오른쪽 방향부터 왼쪽 방향으로 순차적으로 반송된다. 반송 컨베이어(502)는, 구동 롤러(504 및 506) 등에 의해 구동력이 주어진다. 이들의 구동 롤러(504 및 506)의 회전수는, 컨베이어 컨트롤러(508) 등에 의해 제어된다. 컨베이어 컨트롤러(508)는, 전형적으로는, PLC(Progra㎜able Logic Controller)에 의해 구성된다. 컨베이어 컨트롤러(508)는, 측정 장치(100)로부터의 지령에 응하여, 구동 롤러(504 및 506)의 회전수, 즉, 반송 컨베이어의 이동 속도를 조정한다.

또한, 반송 컨베이어(502)의 상류측부터 차예로, 대상물(OBJ)에 대해 플라즈마 처리를 하기 위한 반응기(530) 및 측정 장치(100)가 배치된다.

반응기(530)에는, 혼합기(516) 및 밸브(518)를 통하여, 플라즈마 처리의 가스 분위기를 형성하기 위한 가스가 공급된다. 혼합기(516)는, 산소를 보존하는 봄베(512) 및 아르곤 가스를 보존하는 봄베(522)에 연결되어 있다. 봄베(512)와 혼합기(516)를 접속하는 경로에는, 밸브(514)가 마련되고, 봄베(512)와 혼합기(516)를 접속하는 경로에는, 밸브(524)가 마련된다. 밸브(514 및 524)는, 각각 산소 및 아르곤의 공급량을 조정 가능하게 되어 있다. 그 때문에, 밸브(514 및 524)의 개방도를 조정함으로써, 반응기(530)에 공급되는 가스의 혼합비가 변경된다.

또한, 반응기(530)에는, 고주파 전원(532)으로부터 고주파 전압이 공급되어 있고, 가스 분위기 내에서 방전이 생김으로써 플라즈마가 발생한다. 이 발생하는 플라즈마에 의해, 대상물(OBJ)에 대해 표면 개질 처리가 이루어진다.

이 표면 개질 처리가 이루어진 후의 대상물(OBJ)은, 조사 측정 헤드부(104)가 배치된 위치에 이동된 후, 조사 측정 헤드부(104)로부터 여기용의 자외선이 조사되어, 형광 강도가 검출된다. 또한, 대상물(OBJ이 조사 측정 헤드부(104)의 조사/측정 위치에 도착한 것은, 도시하지 않은 센서 등에서 검출되어, 이 검출에 응답하여, 측정 시작 지령이 발행된다.

조사 측정 헤드부(104)에서 검출된 대상물(OBJ)로부터의 형광 강도에 의거하여, 측정 처리부(102)에서, 대상물(OBJ)의 젖음성이 평가된다. 또한, 측정 처리부(102)에서는, 젖음성의 평가 결과에 의거하여, 컨베이어 컨트롤러(508)에 대해, 속도 조정 요구가 주어진다. 예를 들면, 반응기(530)에 의해 플라즈마 처리된 후의 대상물(OBJ)의 상태에 응하여, 각 대상물(OBJ)에 대한 플라즈마 처리의 시간을 보다 길게 하여야 하는지, 또는, 보다 짧게 하여야 하는지가 판단되고, 이 판단 결과에 의거하여, 반송 컨베이어(502)의 반송 속도가 조정된다. 즉, 표면 개질 프로세스(500)에서는, 측정 장치(100)에 의해 측정된 대상물(OBJ)에서의 젖음성의 평가 결과가 피드백되어, 플라즈마 처리가 최적인 상태로 유지된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 반송 컨베이어(502)의 반송 속도 이외에도, 각종의 조업 파라미터를 동적으로 조정하여도 좋다.

다음에, 상술한 바와 같은 표면 개질 프로세스에서, 조업 파라미터를 동적으로 조정하는 방법에 관해 설명한다.

도 21은, 본 발명의 실시의 형태에 관한 표면 개질 프로세스의 조정 처리의 순서를 도시하는 플로우 차트이다.

도 21을 참조하면, 우선, 스텝 S300에서, 도 18이나 도 19에 도시하는 바와 같은 젖음성 평가 처리를 이용하여, 대상물(OBJ)에 관한 젖음성의 평가 결과를 취득한다. 계속된 스텝 S302에서, 젖음성의 평가 결과를 취득한 대상물(OBJ)의 수가 규정수를 초과하였는지의 여부를 판단한다. 젖음성의 평가 결과를 취득한 대상물(OBJ)의 수가 규정수를 초과하지 않으면(스텝 S302에서 NO), 스텝 S300의 처리가 반복된다.

즉, 스텝 S300 및 S302에서는, 대상의 표면 개질 프로세스에서의 전체적인 거동을 관찰하기 위해, 통계적으로 유의한 수의 샘플(젖음성의 평가 결과)을 취득한다.

젖음성의 평가 결과를 취득한 대상물(OBJ)의 수가 규정수를 초과하고 있으면(스텝 S302에서 YES), 처리는 스텝 S304로 진행한다. 스텝 S304에서, 취득된 젖음성의 평가 결과에 대해 통계 처리를 행한다. 계속된 스텝 S306에서, 통계 처리의 결과에 의거하여, 대상의 표면 개질 프로세스에서의 변동의 경향을 취득한다. 예를 들면, 대상물(OBJ)에 대한 표면 개질의 정도가 과잉하다던지, 표면 개질의 정도가 부족하다는 전체적인 경향 등이다.

그리고, 스텝 S308에서, 취득한 표면 개질 프로세스의 경향에 의거하여, 조정하여야 할 파라미터의 종류 및/또는 파라미터의 변경량을 결정한다. 예를 들면, 도 20에 도시하는 바와 같은 표면 개질 처리로서 플라즈마 처리를 채용한 경우에는, (a) 대상물(OBJ)의 반송 속도(즉, 처리시 간), (b) 기체 혼합비, (c) 기체 유량, (d) 고주파 전원의 전원 전압, (e) 고주파 전원의 주파수 등이 조정 대상의 파라미터가 된다. 또한, 표면 개질 처리로서 코로나 처리를 채용하는 경우에는, (f) 코로나 처리의 시간, (g) 코로나 발생의 전압치, (h) 대상물의 반송 속도 등이 조정 대상의 파라미터가 된다.

예를 들면, 과거의 5회분의 젖음성을 나타내는 값의 평균치가 소정의 임계치보다 작으면, 즉, 산출된 접촉각의 값이 소정치보다 크면, 젖음성이 악화하고 있다고 판단하고, 대상물(OBJ)의 반송 속도를 느리게 하여, 처리 시간을 보다 길게 한다.

그리고, 스텝 S310에서, 결정한 파라미터를 결정한 변경량만큼 변경한다. 그 후, 스텝 S300에서 처리가 반복된다.

[F. 작용 효과]

본 실시의 형태에 관한 측정 방법에 의하면, 대상물에 여기용의 자외선을 조사하고, 이 조사된 자외선에 의해 발생하는 형광 강도에 의거하여, 당해 대상물에서의 젖음성이 평가된다. 즉, 여기용의 자외선이 조사됨과 거의 동시에 발생하는 형광을 검출할 뿐으로, 대상물의 젖음성을 평가할 수 있다. 또한, 대상물에 여기용의 자외선을 조사할 뿐이면 되기 때문에, 대상물에 손상 등을 주지 않는 비파괴 검사로 할 수 있다.

그 때문에, 본 실시의 형태에 의하면, 대상물 표면의 젖음성을 고속이면서 비파괴로 평가할 수 있고, 이에 의해, 인라인 검사에 적합한 것이 된다.

또한, 본 실시의 형태에 관한 측정 방법에 의하면, 표면 개질 처리의 양부 및/또는 표면 개질 처리의 효과의 정도 등에 의거하여, 표면 개질 처리의 파라미터 등을 동적으로 조정할 수도 있다. 그 때문에, 주변 환경의 변화나 대상물의 편차 등에 의해, 표면 개질 처리의 결과가 목적으로 하는 상태로부터 빗나갔다고 하여도, 그것을 수정하면서 조업할 수 있다.

금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는, 상기한 설명이 아니라, 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

20 : 투광 구동 회로 21 : 투광량 제어 회로
22 : 발광 소자 24 : 다이크로익 미러
25 : 모니터 포토 다이오드 26 : 증폭 회로
27 : 컨버터 28 : 포토 다이오드
32 : 증폭 회로 34 : 외란광 제거 필터
36 : 컨버터 38, 38A, 38B : 집광 렌즈
39 : 파장 필터 40 : CPU
42 : 표시부 44 : 설정 버튼
46 : 판정 출력 48 : 접촉각 아날로그 출력
50 : 측정 시작 입력 52 : 발진자
54 : 기억부 56 : 전원 장치
58 : 인터페이스부 100, 100A, 100B, 100C : 측정 장치
102 : 측정 처리부 104, 104A : 조사 측정 헤드부
200 : 플라즈마 처리 장치 202 : 교류 전압원
204 : 평면 전극 206 : 유전체
208 : 평면 전극 212 : 그라운드
214 : 공간 300 : 프로세스
302 : 공급 롤러 304 : 반송 롤러
306 : 반송 롤러 308 : 권취 롤러
310 : 코터 머신 312 : 주롤러
314 : 부롤러 316 : 코팅제
320 : 코로나 처리 장치 322 : 주롤러
324 : 전극군 326 : 직류 전원부
328 : 외몸체 400, 411, 412 : 버퍼
402 : 표시 데이터 생성부 404 : 판정부
406 : 환산부 408 : 데이터베이스
410 : 테이블 414 : 차분 연산기
416 : 환산부 500 : 표면 개질 프로세스
502 : 반송 컨베이어 504, 506 : 구동 롤러
508 : 컨베이어 컨트롤러 512, 522 : 봄베
514, 518, 524 : 밸브 516 : 혼합기
530 : 반응기 532 : 고주파 전원
1041, 1043, 1048, 1049 : 형광 수광부
1042, 1044, 1045, 1046, 1047 : 투광부

Claims

대상물에 자외선을 조사하는 스텝과,
상기 대상물에서 발생하는 형광을 검출하는 스텝과,
검출된 형광의 강도로부터 상기 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 출력하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 출력하는 스텝은,
미리 취득된 대응관계에 따라서 검출된 형광의 강도에 대응하는 접촉각을 산출하는 스텝과,
산출된 접촉각을 출력하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제 2항에 있어서,
상기 미리 취득된 대응관계는, 대상물의 종류별로 취득되는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제 1항에 있어서,
상기 대상물에 대해 표면 개질 처리를 행하는 스텝을 더 구비하고,
상기 출력하는 스텝은,
상기 표면 개질 처리를 행하기 전에서 상기 대상물에서 생기는 형광을 검출한 결과와, 상기 표면 개질 처리를 행한 후에서 상기 대상물에서 생기는 형광을 검출한 결과의 차에 의거하여, 상기 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값을 산출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
제 4항에 있어서,
상기 표면 개질 처리는, 상기 대상물의 표면에, 카르복실기 및 카르보닐기의 적어도 한쪽을 발생하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.
대상물에 자외선을 조사하는 스텝과,
상기 대상물에서 발생하는 형광을 검출하는 스텝과,
상기 대상물 표면에서의 젖음성을 나타내는 값으로서 검출된 형광의 강도를 출력하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 측정 방법.